0、引言
通过设计分布式多传感器系统．构建一种能满足传感器网络数据处理的信息融合模型，将
带式输送机保护控制系统、软启动系统、自动张紧系统、故障检测系统等信息进行融合．利用虚拟仪器开发技术，最终实现带式输送机故障监测与保护功能（输送机跑偏、打滑、超速、断带、纵向撕裂、定子超温等），并将数据级、特征级和决策级3级信息融合思想与智能化虚拟仪器系统的研究相结合，完成虚拟仪器开发研究．
1、系统功能分析及模型设计
LabVIEW提供了可视控件库、基本信号处理（算法、子VI）库和硬件驱动程序库等。采用各种标准化的VI组件．极大地简化了编程。LabVIEW平台组建仪器的实质是在后台编程连线的同时，在系统中以解释语言的形式保存了各单元的逻辑关系、计算数据和处理事务，得到相应结果。在编程之前做好详细的需求分析和计划能节省系统开发时间．并提高系统的灵活性、可展性、可维护性、可读性以及代码可重用性等。
通过充分调研，在考虑系统功能需求、性能需求、环境需求、可靠性需求、安全性需求、用户界面需求等诸多因素情况下，设计其主要功能以及参与对象，进行模型设计，如图l所示。其中，运行维护人员主要完成系统的实时监控、日志查询等工作，管理技术专家除完成运行维护人员的工作外．承担系统配置、外部控制接口设置等工作。
通过了解测试任务，熟悉测试原理并分解到算法层面，用G开发各个功能分枝，连接各子VI组建完整的测试测量仪器，实现故障报警和自动控制功能。
2、动态监测系统方案设计
2.1动态监测系统原理
动态监测系统主要是由传感器、信号采集系统、信号处理器系统、状态显示系统、驱动及报警系统组成．如图2所示。传感器检测信号，信号采集系统将放大后的信号通过网络传输给信号处理器．信号处理器用控件软件进行分析．判断输送带运行状态：在可调范围内时，驱动控制系统：当出现较大系统极限，系统报警并停机，以防止重大安全事故发生。
2.2动态监测系统流程设计
本文以带式输送机为例．介绍动态监测系统流程设计。带式输送机纠偏装置BCCD(Belt ConveyorCorrecting Device)能自动检测输送带跑偏趋势并随时进行纠正或报警．使输送带始终运行于设定的范围以内，不偏离机架中心。纠偏办法较多：通过调心托辊或设计不同结构的托辊系统可以实现纠偏．但纠偏效果不明显或对输送带损害较大：连杆式自动调偏装置纠偏效果较好，但结构复杂，安装、调试困难。
根据现场经验分析，输送带跑偏状况主要分为正常运行状态、可调跑偏状态、极限跑偏状态3种。
(1)正常运行状态所有传感器无信号输出，即跑偏在许可范围内：
(2)可调跑偏状态部分传感器有信号输出，经过控制软件判断为可调跑偏，即发出相应纠偏信号．并驱动BCCD系统，直至跑偏控制在许可范围内：
(3)极限跑偏状态部分传感器有信号输出，经过控制软件判断为极限跑偏．即发出报警，需要紧急停机．以防止重大事故发生。
根据上述需求分析．设计动态监测程序设计流程如图3所示．
3、虚拟仪器动态监测系统实现
3.1硬件部分
硬件是VI工作的基础，主要完成对被测信号的采集、调理、传输和测量结果的显示。VI硬件主要由计算机（微处理器、储存器和显示器等）、信号调理器、ADC、DAC、数据采集器DAQ (Data Acquisi-tion)等部件组成。
(1)信号采集
传感器选用E3F-DS5C2对射式光电开关，它是由结构上相互分离但光轴相对放置的一对发射器和接收器组成。发射器发出的光线直接进入接收器，当带式输送机跑偏时．输送带经过发射器和接收器之间．并且阻断光线，光电开关就产生了开并信号。
传感器信号经过预处理才能进行有效而准确的变换．虚拟仪器需专门配置信号调理模块，实现放大、转换、滤波作用。
单片机选用AT89C2051．其程序设计包括查询和通信两大功能，前者是判断PB口传感器电平的高低，后者主要是响应PC软件请求，并将结果数据发送到计算机。
(2)单片机与计算机的通信
传感器网络各节点通过CAN总线控制器SJA1000、收发器82C250等形成实时监控网络，计算机（上位机）通过串行接口发送数据．由电平转换电路将RS-232电平转换成单片机（主控单片机）可以接受电平信号，控制各传感器节点进行数据采集，各节点采集完成后，通过CAN总线将采集结果传给主控单片机，由它通过串行通信形式将结果传递给上位机．
3.2软件部分
监测中心是运行维护人员了解带式输送机工作状态的主要渠道．通过对输送机实时状态监测和记录，实现带式输送机工作状态过程控制。监测面板是人机交互界面，是维护、管理人员获取信息的操作窗口，利用LabVIEW虚拟仪器设计平台能设计出一组界面友好、操作简单、功能完善的虚拟面板。
(1)系统软件结构
系统软件是根据用户应用需求，通过调用硬件驱动程序在虚拟仪器开发环境下编写的软件。主要包括仪器面板控制、仪器驱动、1/0接口和数据分析处理4个部分。系统软件结构如图4所示。
(2)数据采集与系统配置
数据采集模块是带式输送机动态监测系统的子模块，根据所选数据采集卡．编写数据采集模块程序．实现对采集通道等参数的设置．并通过对采集的参数分析，完成实时监测工作：
(3)报警与控制设置
带式输送机动态监测的子模块包括输送带的工作状态、托辊工作状态等，当输送带的跑偏及托辊工作状态在可调范围内．根据数据采集分析结果，自动报警和实现控制功能：
(4)日志查询
主要用于维护、管理人员用来查询历史信息．主要包括：系统运行信息、传感器数据采集信息、值班记录等，
4、结语
本文对带式输送机运行状态监测的虚拟仪器进行设计。主要工作包括：带式输送机动态监测功能分析与模型设计：以带式输送机跑偏监测为例．设计动态监测技术方案．实现程序设计：完成虚拟仪器的硬件选型、虚拟面板设计。将多源信息融合技术与智能虚拟仪器系统研究相结合．完成虚拟仪器开发研究工作。长距离带式输送机的动态监测采用虚拟仪器技术将极大地提升其自动监测与控制技术含量，有较好的应用前景。
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